JP2006502398A - Apparatus and method for acoustic measurement by marker microphone in space - Google Patents
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Abstract
本発明は、音響計測用の装置に関するものであり、この装置は、少なくとも1つのマイクロフォン(5)を具備する音響計測アンテナ(4)を特に含む音響計測用の機器の組(3)と、マイクロフォンに対して既知の距離においてアンテナに取り付けられた少なくとも1つの超音波送信機(12)と、それぞれの送信機から送信される信号を超音波受信するベース(14)とを有する、超音波によってアンテナ(4)の位置決定を行うシステム(11)と、アンテナ(4)の位置決定システム(11)と音響計測器(3)用の制御ユニットであって、第1フェーズにおいて、それぞれの送信機(12)の送信を順次制御することにより、アンテナの位置を決定し、第2フェーズにおいて、マイクロフォン(5)の取得動作を制御することにより、計測器による音響計測を実施するようにされた制御ユニット(16)とを有している。The present invention relates to an apparatus for acoustic measurement, the apparatus comprising an acoustic measurement antenna set (4) comprising at least one microphone (5), a set (3) for acoustic measurement, and a microphone. An ultrasonically-transmitted antenna having at least one ultrasonic transmitter (12) attached to the antenna at a known distance relative to the base and a base (14) for ultrasonically receiving signals transmitted from each transmitter A control unit for the position determination system (11) of (4), the position determination system (11) of the antenna (4), and the acoustic measuring instrument (3), each transmitter ( By sequentially controlling the transmission of 12), the position of the antenna is determined, and the acquisition operation of the microphone (5) is controlled in the second phase. , And a control unit adapted for carrying out the acoustic measurement (16) by the measuring instrument.
Description
本発明は、一般に、三次元の位置を知る必要のある計測ゾーンにおける音響計測技術に関する。 The present invention generally relates to an acoustic measurement technique in a measurement zone where a three-dimensional position needs to be known.
さらに詳しくは、本発明は、直接又は間接並びに単一又は複数であってよい発生源から到来する音響場の計測に関し、この計測は、三次元で識別されると共に音源のある環境に位置するゾーンにおいて、実行される。 More particularly, the invention relates to the measurement of an acoustic field coming from a source that may be direct or indirect as well as single or multiple, the measurement being identified in three dimensions and located in a sound source environment. Is executed.
本発明の特に有利な適用例は、建物や輸送手段の部屋(キャビン又は車両)の空間(volume)、又はエンジンや機械などの音源のある環境における音響計測である。 A particularly advantageous application of the invention is acoustic measurement in a building or vehicle room (cabin or vehicle) space, or in an environment with a sound source such as an engine or machine.
多数の分野において、例えば、特にその影響を抑えることを目的として、1つ又は複数の音源の特徴を判定するために、音響計測を実施するニーズが存在している。例えば、(単一又は複数の)発生源の特徴を判定するべく、屋外において音響計測を行うことあるいは、特にその影響を抑えることを目的として、聞こえてくる音場の特徴を判定するために、車室の内部において、音響計測を行う必要がある。 In many fields, there is a need to perform acoustic measurements, for example, to determine the characteristics of one or more sound sources, particularly for the purpose of reducing its effects. For example, in order to determine the characteristics of the sound field (single or multiple), in order to determine the characteristics of the audible sound field for the purpose of performing acoustic measurements outdoors, or in particular to reduce its effects, It is necessary to perform acoustic measurement inside the passenger compartment.
音響計測を行うには、通常、一連のマイクロフォンが装着された音響計測アンテナを具備する計測器を有する音響計測装置を使用する方法が知られている。このような音響計測アンテナは、通常ロボットアームによって搬送され、ロボットアームの三次元の位置が計測センサによって決定される。 In order to perform acoustic measurement, a method of using an acoustic measurement apparatus having a measuring instrument including an acoustic measurement antenna equipped with a series of microphones is generally known. Such an acoustic measurement antenna is usually carried by a robot arm, and the three-dimensional position of the robot arm is determined by a measurement sensor.
しかしながら、これらの計測装置は、重量とサイズがかなり大きく、かつ、車室のような制限され整然としていない空間内で使用するのには適していないため、実際に満足できるものではない。 However, these measuring devices are unsatisfactory in practice because they are quite large in weight and size and are not suitable for use in restricted and unordered spaces such as cabins.
したがって、本発明は、1つ又は複数の音源から到来する音響場の計測値の正確かつ確実な取得を実現すると同時に、小さな容積を占めるように設計された音響計測装置を提案することにより、前述の欠点を改善しようとするものである。 Accordingly, the present invention provides an acoustic measurement device designed to occupy a small volume while at the same time realizing an accurate and reliable acquisition of a measurement value of an acoustic field coming from one or more sound sources. It is intended to improve the disadvantages.
この目的を実現するべく、本発明によれば、音響計測装置が提供され、この装置は、
少なくとも1つのマイクロフォンが装着された音響計測アンテナを特に有する音響計測器と、
マイクロフォンに対する既知の距離においてアンテナに取り付けられた少なくとも1つの超音波エミッタと、それぞれのエミッタが放射した信号を受信し、それぞれのエミッタの位置を三次元で判定するべく適合された超音波レシーバベースと、を有する超音波によってアンテナの位置決定を行う位置決定システムと、
アンテナの位置決定を行う位置決定システムと、音響計測器とを制御する制御ユニットであって、その制御システムは、第1段階において、それぞれのエミッタに順番に放射させることにより、アンテナの位置を三次元で決定し、第2段階において、マイクロフォンに取得動作を行なわせ、計測器を使用して音響計測を実行するようにされた制御システムと、
を有している。
In order to achieve this object, according to the present invention, an acoustic measurement device is provided,
An acoustic measuring instrument having in particular an acoustic measuring antenna fitted with at least one microphone;
At least one ultrasonic emitter attached to the antenna at a known distance to the microphone, and an ultrasonic receiver base adapted to receive the signal emitted by each emitter and to determine the position of each emitter in three dimensions A positioning system for determining the position of the antenna by means of ultrasonic waves,
A control unit that controls a position determination system that performs position determination of an antenna and an acoustic measuring instrument. In the first stage, the control system irradiates each emitter in order, thereby positioning the antenna in a third order. A control system that is originally determined, and in a second stage, causes the microphone to perform an acquisition operation and performs acoustic measurements using the instrument;
have.
又、本発明は、実装が容易であり、かつ三次元において高精度で識別されるゾーン内において音響計測を実行するべく適合された方法を提供しようとするものである。 The present invention also seeks to provide a method that is easy to implement and adapted to perform acoustic measurements in zones that are identified with high precision in three dimensions.
この目的を実現するべく、本発明の音響計測法は、
少なくとも1つのマイクロフォンを有する音響計測アンテナに、マイクロフォンから既知の距離に取り付けられた少なくとも1つの超音波エミッタを装着する段階と、
この音響計測アンテナを音源に対して静止した位置に配置する段階と、
このアンテナに対向するように超音波レシーバベースを配置する段階であって、このレシーバベースは、超音波エミッタが放射した超音波信号を受信し、そのエミッタの位置を決定するようにされている、段階と、
それぞれの超音波エミッタを順番に放射させ、超音波レシーバベースが、それぞれのエミッタの位置を決定し、この結果、それぞれのマイクロフォンの位置を決定できるようにする段階と、すべての超音波エミッタに放射させる段階が終了した後に、マイクロフォンを制御して取得動作を実行させ、音源の音響計測を実行する段階と、
を有している。
In order to achieve this object, the acoustic measurement method of the present invention is
Mounting an acoustic measurement antenna having at least one microphone with at least one ultrasonic emitter mounted at a known distance from the microphone;
Placing the acoustic measurement antenna at a position stationary relative to the sound source;
Placing an ultrasonic receiver base opposite the antenna, the receiver base receiving an ultrasonic signal emitted by an ultrasonic emitter and determining the position of the emitter; Stages,
Radiating each ultrasonic emitter in turn, and allowing the ultrasonic receiver base to determine the position of each emitter and consequently the position of each microphone, and radiating to all ultrasonic emitters After completing the step of performing the acquisition operation by controlling the microphone, and performing sound measurement of the sound source,
have.
変形実施例においては、本発明の方法は、静止位置に基準構造体を配置する段階であって、この構造体は、少なくとも3つのポイントを具備する少なくとも1つの基準マーカーを規定している、段階と、
少なくとも2つのエミッタが装着された音響ポインタのそれぞれの超音波エミッタを順番に放射させ、かつ、基準マーカーのそれぞれのポイント上に配置されたポインタのそれぞれの位置ごとに、これを実行させることにより、超音波レシーバベースの位置に関連付けられた基準フレーム内において基準マーカーのポイントの位置を決定できるようにする段階と、
をさらに有している。
In an alternative embodiment, the method of the present invention comprises placing a reference structure in a stationary position, the structure defining at least one reference marker comprising at least three points. When,
By emitting each ultrasound emitter of an acoustic pointer with at least two emitters in turn and performing this for each position of the pointer placed on each point of the reference marker, Allowing the position of a reference marker point to be determined within a reference frame associated with an ultrasound receiver base position;
It has further.
本発明の別の特徴によれば、本発明の方法は、以上の段階に加え、音響計測の対象範囲を拡大するために、超音波レシーバベースを移動させて第2の静止位置に配置する段階と、
基準マーカーのそれぞれのポイント上に配置されたポインタのそれぞれの位置ごとに、ポインタのそれぞれの超音波エミッタを順番に放射させることにより、この超音波レシーバベースの第2位置に関連付けられた別の基準フレーム内において基準マーカーのポイントの位置を判定できるようにする段階と、
超音波レシーバベースの第1及び第2位置における基準マーカーのポイントの位置に基づいて、単一の基準フレーム内においてマイクロフォンの位置を決定する段階と、
を有している。
According to another feature of the invention, the method of the invention includes, in addition to the above steps, the step of moving the ultrasonic receiver base and placing it in the second stationary position in order to expand the target range of acoustic measurement. When,
For each position of the pointer placed on each point of the fiducial marker, another fiducial associated with this second position of the ultrasonic receiver base by emitting in turn the respective ultrasonic emitter of the pointer. Making it possible to determine the position of the reference marker point in the frame;
Determining the position of the microphone within a single reference frame based on the position of the reference marker points at the first and second positions of the ultrasonic receiver base;
have.
様々なその他の特徴については、非限定的な例として本発明の主題の実施例を示す添付図面との関連で、以下の説明を参照することにより、明らかとなろう。 Various other features will become apparent from the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, illustrating by way of example and not limitation the subject matter of the present invention.
図1に明瞭に示されているように、本発明は、三次元における位置決定を要する音響計測を実行する装置1に関するものである。すなわち、この装置1は、例えば、壁が音を通したり、音が漏洩したりするために、直接又は間接的に1つ又は複数の音源から到来する音場を拾うために、位置として識別される場所において動作するようにされている。特に有利な方式においては、この装置1は、閉鎖されたエンクロージャ2の内部において音響計測を実行するようにされており、本例においては、エンクロージャ2は、車室から構成されている。なお、この実施例においては(並びに、一般的にも)、音源は、単一の発生源(エンジンの雑音)であるか、又は複数の発生源(エンジンの雑音と、車室の外部から到来し、車室の内部において聞こえる雑音)であってよい。又、当然のことならが、本発明による装置1は、例えば、住居内における音響計測の実行や、機械などの音源の開放された(又は、閉鎖された)環境における音響計測の実行などのその他のアプリケーションにも適用することが可能である。 As clearly shown in FIG. 1, the present invention relates to an apparatus 1 for performing acoustic measurements that require position determination in three dimensions. That is, the device 1 is identified as a position, for example, to pick up a sound field coming from one or more sound sources, directly or indirectly, for example because the walls pass sound or leak sound. It is supposed to work in a place. In a particularly advantageous manner, the device 1 is adapted to perform acoustic measurements inside a closed enclosure 2, which in this example consists of a passenger compartment. In this embodiment (and also generally), the sound source is a single source (engine noise) or multiple sources (engine noise and coming from outside the passenger compartment). And noise that can be heard inside the passenger compartment). Naturally, the device 1 according to the present invention can be used for other purposes such as performing acoustic measurements in a residence, or performing acoustic measurements in an open (or closed) environment of a sound source such as a machine. It can be applied to other applications.
装置1は、少なくとも1つのマイクロフォン(図示の例の場合には、一連のマイクロフォン5)が装着された音響計測アンテナ4を特に有する音響計測用の機器3を有しており、このマイクロフォンの数は、所望の精度、対象周波数レンジ、及び音響計測を実行するゾーンの広さによって左右される。マイクロフォン5は、このマイクロフォン5が取得した信号を計測する音響計測ユニット6に従来の方法によって接続されている。なお、このユニット6の様々な処理機能については、周知であり、かつ、当業者の技術的な知識の一部を構成するものであるため、以下においては、その説明を省略する。
The device 1 has an acoustic measurement device 3 that has in particular an acoustic measurement antenna 4 fitted with at least one microphone (in the example shown, a series of microphones 5), the number of microphones being Depends on the desired accuracy, the target frequency range, and the size of the zone in which the acoustic measurement is performed. The microphone 5 is connected to an
図2及び図3にさらに正確に示されているように、この図示の例における音響計測アンテナ4は、1つの面内において延在し、8つの列と8つの行にわたって分散した64個のマイクロフォン5を有している。これらのマイクロフォン5は、クロスメンバーによって一種のフレームを形成している支持部7に取り付けられている。そして、これらのマイクロフォン5は、結線8により、プロセッサユニット6に接続されている。
As shown more precisely in FIGS. 2 and 3, the acoustic measurement antenna 4 in the illustrated example has 64 microphones extending in one plane and distributed over 8 columns and 8 rows. 5 These microphones 5 are attached to a support portion 7 that forms a kind of frame by a cross member. These microphones 5 are connected to the
好適な実施例の特徴によれば、この音響計測アンテナ4には、定位置にアンテナを保持する部材9が装着されており、図示の例の場合、部材9は、以下において説明するように、保持及び制御ハンドルから構成されている。すなわち、支持部7から延長するこのハンドル9により、アンテナ4に可搬性が付与されている。なお、このハンドル9は、音響計測アンテナ4に対して可動に取り付けることが好ましい。このために、ハンドル9は、支持部に対する旋回を実現するヒンジ軸10を中心としてアンテナ4に対して可動に取り付けられ、音響計測アンテナ4の位置決定を円滑に実行する。
According to the features of the preferred embodiment, the acoustic measurement antenna 4 is fitted with a member 9 that holds the antenna in place, and in the case of the illustrated example, the member 9 is: It consists of a holding and control handle. That is, portability is imparted to the antenna 4 by the handle 9 extending from the support portion 7. The handle 9 is preferably movably attached to the acoustic measurement antenna 4. For this purpose, the handle 9 is movably attached to the antenna 4 about the
又、装置1は、超音波方法を用いて音響計測アンテナ4が位置決定できるシステム11をも有している。このシステム11の目的は、音響計測アンテナ4の三次元の座標を決定することにある。この位置決定システム11は、マイクロフォン5から既知の距離において音響計測アンテナ4に取り付けられた少なくとも1つの(この図示の例においては、4つの)超音波エミッタ12を有している。なお、マイクロフォン5を既知の距離だけ互いに離隔させると共に、それぞれの超音波エミッタ12を、少なくとも1つのマイクロフォン5から既知の距離において配置しなければならないことを理解されたい。この超音波エミッタ12の数は、使用するアンテナのタイプによって左右される。音響計測アンテナ4には、超音波エミッタ12が以下のように装着される。
アンテナ4が1つのマイクロフォン5を有している場合には、1つの超音波エミッタ12が装着され、
アンテナ4が一直線に配設された一連のマイクロフォン5を有している場合には、少なくとも2つの超音波エミッタ12が装着され、
アンテナ4が1つの面として配設された一連のマイクロフォン5を有している場合には、少なくとも3つの超音波エミッタ12が装着され、
アンテナ4が立体的に配設された一連のマイクロフォン5を有している場合には、少なくとも4つの超音波エミッタ12が装着される。
The device 1 also has a system 11 in which the acoustic measurement antenna 4 can be positioned using an ultrasonic method. The purpose of this system 11 is to determine the three-dimensional coordinates of the acoustic measurement antenna 4. The position determination system 11 has at least one (four in the illustrated example)
When the antenna 4 has one microphone 5, one
If the antenna 4 has a series of microphones 5 arranged in a straight line, at least two
If the antenna 4 has a series of microphones 5 arranged as one surface, at least three
When the antenna 4 has a series of microphones 5 arranged in three dimensions, at least four
図示の例においては、音響計測アンテナ4は、面として構成されており、エミッタ12の中の1つがマスクされた場合の安全対策として、4つの超音波エミッタ12が装着されている。
In the illustrated example, the acoustic measurement antenna 4 is configured as a surface, and four
又、装置1は、それぞれの超音波エミッタ12が放射する信号を受信する超音波レシーバベース14をも有している。この超音波レシーバベース14も、それぞれの超音波エミッタ12の三次元の位置、並びに、この結果、マイクロフォン5(あるいは、さらに一般的には、アンテナ4)の三次元の位置を決定するようにされている。このベース14は、既知の方式により、方向検出法又は干渉分光法を使用し、超音波エミッタ12の三次元の位置を決定する。このために、このベース14には、少なくとも3つの超音波レシーバと、超音波エミッタ12(並びに、この結果、アンテナ4)の三次元の位置を決定するプロセッサ及び計算機手段が装着されている。
The apparatus 1 also includes an ultrasonic receiver base 14 that receives signals emitted by the respective
アンテナ4の位置決定精度は、エミッタ2のビーム内における超音波レシーバベース4の位置によって直接的に左右されることに留意されたい。通常、エミッタの位置の最良の精度は、ベース14がエミッタ12の軸上に存在している場合に得ることができる。したがって、本発明の好適な特徴によれば、それぞれの超音波エミッタ12は、アンテナ4上において、エミッタ12の軸の超音波レシーバベースに対する調節を実現する可動支持部71上に取り付けられている。カルダンジョイントの形態で構成されたこの可動支持部71により、それぞれのエミッタ12の軸を2つの面内において調節することができる。
Note that the positioning accuracy of the antenna 4 depends directly on the position of the ultrasonic receiver base 4 in the beam of the emitter 2. In general, the best accuracy of the emitter position can be obtained when the base 14 is on the axis of the
又、装置1は、位置決定システム11及び音響計測器3を制御する制御ユニット16をも有している。この制御ユニット16は、第1段階T1(図4)において、それぞれのエミッタ12に順番に放射させることにより、ベース14がアンテナ4の位置を決定できるようにする手段を含んでいる。そして、この第1段階T1が終了した後に、ユニット16は、第2段階T2において、マイクロフォン5に取得動作を実行させることにより、音響計測ユニット6を使用して音響計測を実行する。超音波レシーバベース14によって決定されたマイクロフォン5の位置は、計測ユニット6に供給される。これにより、それぞれのマイクロフォン5の幾何学的な位置が判明し、音響計測ユニット6に供給されることになる。
The device 1 also has a
本発明の音響計測装置1は、以上の説明から直接的に由来する方式において動作する。なお、以下において説明する音響計測法は、自動車の車室2において実行される音響計測に関するものであるが、当然のことながら、本発明の方法は、閉鎖されていない計測状況にも(オープンな媒体内においても)適用可能である。 The acoustic measurement device 1 of the present invention operates in a system that is directly derived from the above description. It should be noted that the acoustic measurement method described below relates to acoustic measurement performed in the passenger compartment 2 of the automobile, but it should be understood that the method of the present invention can also be used in a measurement situation that is not closed (open). Applicable also in the medium).
音響計測アンテナ4を音源に対して固定された位置に配置する。すなわち、例えば、アンテナ4を携行する操作者が、ハンドル9によって音響計測アンテナ4を所定の位置に保持する。そして、「音響的に観察」可能な関係において、超音波レシーバベース14をアンテナ4に対向させて配置する。この結果、音響計測アンテナ4に装着されたマイクロフォン5から既知の距離において取り付けられているそれぞれの超音波エミッタ12から放射される超音波信号を、超音波レシーバベース14が受信するようになる。図4に示されているように、この方法は、超音波エミッタ12のそれぞれ(参照符号121、122、123、124によって示されているもの)に順番に放射させることにより、超音波レシーバベース14がそれぞれの超音波エミッタ(並びに、したがって、それぞれのマイクロフォン5)の位置を決定できるようにする段階を有している。このために、操作者は、例えば、ハンドル9上に配置されている制御ボタン17を使用することにより、それぞれの超音波エミッタ12に放射させる。そして、超音波レシーバベース14による第1超音波エミッタ12の位置の判定が完了したら、信号を送信して超音波エミッタ12からの放射を停止させる。次いで、操作者は、第2超音波エミッタ12を放射させ、この結果、超音波レシーバベース14は、その位置を判定することができる。この動作を超音波エミッタ12のそれぞれ(すなわち、この図示の例においては、4つの超音波エミッタのすべて)について反復する。
The acoustic measurement antenna 4 is arranged at a fixed position with respect to the sound source. That is, for example, an operator carrying the antenna 4 holds the acoustic measurement antenna 4 in a predetermined position by the handle 9. Then, the ultrasonic receiver base 14 is disposed so as to face the antenna 4 in a relationship capable of “acoustic observation”. As a result, the ultrasonic receiver base 14 receives the ultrasonic signals radiated from the respective
この第1段階T1の終了時点において、超音波エミッタ12(並びに、この結果、マイクロフォン5)の三次元の位置が判明する。そして、この方法の第2段階T2は、マイクロフォン5を使用して(可聴帯域内の)音響信号を取得する段階を有している。このために、操作者は、例えば、ハンドル9上に配置されている制御ボタン18を押下することにより、マイクロフォン5に取得動作を実行させ、これにより、音源の音響計測を実行する。 At the end of this first stage T 1, the ultrasonic emitter 12 (as well, as a result, the microphone 5) three-dimensional position of the turn out. The second stage T 2 of the method then comprises the step of acquiring an acoustic signal (in the audible band) using the microphone 5. For this purpose, for example, the operator presses the control button 18 disposed on the handle 9 to cause the microphone 5 to execute an acquisition operation, thereby executing sound measurement of the sound source.
音響計測器3(並びに、特に、プロセッサ手段6)は、それぞれのマイクロフォン5(これらの三次元における位置は、超音波レシーバベース14により、判明し、決定されている)によって検知された信号を取得して処理するべく機能する。 The acoustic instrument 3 (and in particular the processor means 6) acquires the signals detected by the respective microphones 5 (the positions in these three dimensions are known and determined by the ultrasonic receiver base 14). And function to process.
なお、以上の2つの段階は、音響計測アンテナ4と超音波レシーバベース14を固定位置に維持した状態で実行されることに留意されたい。当然のことながら、音響計測アンテナ4のその他の可能な位置において、引き続き、これら2つの段階を反復することができる。三次元の様々なゾーン内にアンテナを配置することにより、超音波レシーバベース14から離隔した様々なゾーン内において、音響場を取得することができる。但し、超音波レシーバベース14の「音響的な視野内」(すなわち、超音波ビームのレンジと角度アパーチャの観点における「視野内」)に位置するように、音響計測アンテナ4を常に配置しなければならないことに留意されたい。 It should be noted that the above two steps are executed with the acoustic measurement antenna 4 and the ultrasonic receiver base 14 maintained at fixed positions. Of course, these two steps can subsequently be repeated at other possible positions of the acoustic measurement antenna 4. By arranging antennas in various three-dimensional zones, an acoustic field can be acquired in various zones separated from the ultrasonic receiver base 14. However, the acoustic measurement antenna 4 must always be arranged so as to be positioned “in the acoustic field of view” of the ultrasonic receiver base 14 (that is, “in the field of view” in terms of the range and angle aperture of the ultrasonic beam). Note that this is not possible.
図5は、計測を実行する、すなわち、アンテナ4の位置決定を行う空間を拡大した実施形態を示している。この変形例においては、装置1は、超音波レシーバベース14の位置決定を行うシステム20を有している。この位置決定システム20は、少なくとも3つのポイントPiを具備する少なくとも1つの基準マーカーを規定する、固定された基準構造体21を有している。又、この位置決定システム20は、少なくとも2つの超音波エミッタ23が装着された可動音響ポインタ22をも有している。又、この位置決定システム20は、例えば、制御ユニット16の一部を構成すると共に、基準マーカーのポイントに対するポインタのそれぞれの位置について、並びに、レシーバベース14のそれぞれの位置B1、B2、・・・について、音響ポインタ22の超音波エミッタ22に順番に放射させることにより、レシーバベースのそれぞれの位置と関連付けられた基準フレーム内において基準マーカーのポイントの位置を判定し、単一の共通基準フレーム内においてアンテナ4の三次元の位置を判定するべく機能する制御及びプロセッサ手段をも有している。
FIG. 5 shows an embodiment in which a space for performing measurement, that is, for determining the position of the antenna 4 is enlarged. In this variant, the device 1 has a
この超音波ベース14用の位置決定システム20の実装は、前述のとおりである。
The implementation of the
計測値を取得する空間2の内部に、基準構造21を静止した状態で配置する。基準マーカーの第1ポイントPi上に音響ポインタ22を配置する。そして、この位置において、前述のように、このポインタの第1超音波エミッタ23に放射させることにより、超音波レシーバベース14により、その三次元の位置を判定する。次いで、同様に、音響ポインタ22の第2超音波エミッタ23に放射させることにより、超音波レシーバベース14により、その三次元の位置を判定する。超音波エミッタ23の中の1つと基準マーカーのポイントPiと接触状態にあるポインタの端部間における距離と、音響ポインタの2つのエミッタ23間における距離が判明すれば、超音波レシーバベース14は、基準マーカーの第1ポイントPiの座標を判定することができる。超音波レシーバベース14は、従来の方式により、位置検出法又は干渉分光法を使用し、この座標を算出する。
The
次いで、音響ポインタ22を基準マーカーの第2ポイントPi上に配置し、前述の音響取得段階を実行して、この基準マーカーの第2ポイントPiの座標を判定する。又、基準マーカーの第3ポイントPiに対して配置された音響ポインタ22の第3位置についても、この段階を反復する。 Next, the acoustic pointer 22 is placed on the second point P i of the reference marker, and the above-described sound acquisition step is executed to determine the coordinates of the second point P i of this reference marker. This step is repeated for the third position of the acoustic pointer 22 arranged with respect to the third point P i of the reference marker.
この取得段階の終了時点において、超音波レシーバベース14の位置B1に関連付けられた基準フレーム内において、基準マーカーのポイントPiの三次元の位置が判定される。 At the end of this acquisition phase, the three-dimensional position of the reference marker point P i is determined in the reference frame associated with the position B 1 of the ultrasound receiver base 14.
このようにして、アンテナ4を移動させ、前述の音響取得段階を1回又は複数回にわたって実行可能である。 In this way, the antenna 4 can be moved and the above-described sound acquisition step can be performed once or multiple times.
第1位置B1に配置されている超音波レシーバベース14の音響的な視野方向の外において計測を実行する必要がある場合には、図5に示されているように、超音波レシーバベース14を第2位置B2内に移動させることができる。そして、この第2静止位置B2において、音響ポインタ22を基準マーカーのポイントPi上に配置し、それぞれの超音波エミッタ23に順番に放射させることにより、基準マーカーのそれぞれのポイントPiの位置を超音波レシーバベース14を使用して前述の方式によって判定できるようにする。すなわち、前述のように、音響ポインタ22を移動させ、それぞれの超音波エミッタ23に順番に放射させることにより、基準マーカーのその他の2つのポイントPiを連続して取得する。このようにして、超音波レシーバベース14により、この超音波レシーバベース14の第2位置B2に関連付けられた別の基準フレーム内において、基準マーカーのポイントPiの位置を三次元で判定することができる。そして、この超音波レシーバベース14と関連付けられた2つの基準フレーム内における静止した基準マーカーのポイントPiの位置に関する知識により、ベース14の位置間における変換用の行列式を推定することができる。この結果、超音波レシーバベース14が移動した場合にも、単一の基準フレーム内において、マイクロフォン5の座標を表現することが可能である。当然のことながら、超音波レシーバベース14は、複数回にわたって移動させることができよう。又、固定した基準構造20が、既知の距離だけ互いに離隔した複数の基準マーカーを有するようにすることも考えられよう。
When it is necessary to perform measurement outside the acoustic visual field direction of the ultrasonic receiver base 14 arranged at the first position B 1 , as shown in FIG. 5, the ultrasonic receiver base 14 it can be moved to the second position within B 2. At the second stationary position B 2 , the acoustic pointer 22 is placed on the point P i of the reference marker, and the
以上において説明並びに図示した例に対しては、本発明の範囲を逸脱することなしに、様々な変更を加えることが可能であるため、本発明は、これらの例に限定されるものではない。 Since various modifications can be made to the examples described and illustrated in the above without departing from the scope of the present invention, the present invention is not limited to these examples.
Claims (9)
前記マイクロフォンに対して既知の距離において前記アンテナに取り付けられた少なくとも1つの超音波エミッタ(12)と、それぞれのエミッタから放射される信号を受信し、三次元のそれぞれのエミッタの位置を判定するべく適合された超音波レシーバベース(14)と、を有する超音波によって前記アンテナ(4)の位置決定を行う位置決定システム(11)と、
前記アンテナ(4)の位置決定を行う前記位置決定システム(11)と、前記音響計測器(3)とを制御する制御ユニット(16)であって、その制御システムは、第1段階において、それぞれのエミッタ(12)を順番に放射させ、三次元の前記アンテナの位置を決定し、第2段階において、前記マイクロフォン(5)に取得動作を行なわせ、前記計測器を使用して音響計測を実行するようにされている制御ユニットと、
を有することを特徴とする音響計測装置。 An acoustic measuring instrument (3) having in particular an acoustic measuring antenna (4) fitted with at least one microphone (5);
To receive at least one ultrasonic emitter (12) attached to the antenna at a known distance relative to the microphone and signals emitted from each emitter and to determine the position of each three-dimensional emitter. A positioning system (11) for determining the position of the antenna (4) by means of ultrasound with an adapted ultrasonic receiver base (14);
A control unit (16) for controlling the position determination system (11) for determining the position of the antenna (4) and the acoustic measuring instrument (3), the control system in the first stage, respectively; The emitters (12) are sequentially radiated to determine the position of the three-dimensional antenna, and in the second stage, the microphone (5) performs an acquisition operation, and the instrument is used to perform acoustic measurement. A control unit that is adapted to
An acoustic measurement device comprising:
少なくとも3つのポイント(Pi)を有する少なくとも1つの基準マーカーを規定する固定された基準構造体(21)と、
少なくとも2つの超音波エミッタ(23)が装着された可動音響ポインタ(22)と、
前記基準マーカーの前記3つのポイント(Pi)に関連する前記ポインタのそれぞれの位置に対して、並びに、前記レシーバベース(14)のそれぞれの位置に対して、前記音響ポインタ(22)の前記超音波エミッタ(23)を制御して順番に放射させることにより、前記レシーバベースのそれぞれの位置に関連付けられた基準フレーム内の前記基準マーカーの前記ポイントの位置を決定し、単一の基準フレーム内において前記アンテナの位置を決定できるようにする制御及び処理手段と、
を有することを特徴とする請求項1〜4の中のいずれか一項記載の音響計測装置。 A system (20) for determining the position of the receiver base (14), the system comprising:
A fixed reference structure (21) defining at least one reference marker having at least three points (P i );
A movable acoustic pointer (22) fitted with at least two ultrasonic emitters (23);
For each position of the pointer associated with the three points (P i ) of the reference marker and for each position of the receiver base (14), the superimposition of the acoustic pointer (22) The position of the point of the reference marker in a reference frame associated with the respective position of the receiver base is determined by controlling and emitting sound wave emitters (23) in sequence within a single reference frame Control and processing means that allow the position of the antenna to be determined;
The acoustic measurement device according to claim 1, wherein
少なくとも1つのマイクロフォン(5)を有する音響計測アンテナ(4)に、前記マイクロフォン(5)から既知の距離において取り付けられた少なくとも1つの超音波エミッタ(12)を装着する段階と、
前記音源に対して静止した位置に前記音響計測アンテナ(4)を配置する段階と、
超音波レシーバベース(14)を前記アンテナ(4)に対向するべく配置する段階であって、前記レシーバベースは、前記超音波エミッタ(12)から放射される超音波信号を受信し、前記エミッタ(12)の位置を決定するようにされている、段階と、
それぞれの超音波エミッタ(12)を順番に放射させ、前記超音波レシーバベース(14)が、それぞれのエミッタ(12)の位置を決定し、この結果、それぞれのマイクロフォン(5)の位置を決定できるようにする段階と、
前記超音波エミッタ(12)のすべてに放射させる段階が終了した後に、前記マイクロフォン(5)を制御して取得動作を実行させ、前記音源の音響計測を実行する段階と、
を有することを特徴とする方法。 A method for acoustically measuring a sound source,
Mounting at least one ultrasonic emitter (12) mounted at a known distance from the microphone (5) to an acoustic measurement antenna (4) having at least one microphone (5);
Placing the acoustic measurement antenna (4) at a position stationary relative to the sound source;
Disposing an ultrasonic receiver base (14) to face the antenna (4), wherein the receiver base receives an ultrasonic signal emitted from the ultrasonic emitter (12) and transmits the emitter ( 12) to determine the position of, and
Each ultrasonic emitter (12) is radiated in turn, and the ultrasonic receiver base (14) determines the position of each emitter (12), so that the position of each microphone (5) can be determined. And the stage of
After completing the step of radiating to all of the ultrasonic emitters (12), controlling the microphone (5) to perform an acquisition operation and performing acoustic measurement of the sound source;
A method characterized by comprising:
少なくとも2つのエミッタ(23)が装着された音響ポインタ(22)のそれぞれの超音波エミッタ(23)を順番に放射させ、かつ、前記基準マーカーのそれぞれのポイント(Pi)上に配置された前記ポインタ(22)のそれぞれの位置に対して、これを実行し、前記超音波レシーバベース(14)の位置に関連付けられた基準フレーム内において、前記基準マーカーの前記ポイントの位置を決定することができるようにする段階と、
を有することを特徴とする請求項6記載の方法。 Placing a reference structure (21) in a stationary position, said structure defining at least one reference marker comprising at least three points (P i );
Each ultrasonic emitter (23) of the acoustic pointer (22) equipped with at least two emitters (23) is radiated in turn and is arranged on each point (P i ) of the reference marker. This can be done for each position of the pointer (22) to determine the position of the point of the reference marker within a reference frame associated with the position of the ultrasound receiver base (14). And the stage of
The method of claim 6 comprising:
前記基準マーカーのそれぞれの基準ポイント(Pi)上に配置された前記ポインタのそれぞれの位置ごとに、前記ポインタ(22)のそれぞれの超音波エミッタ(23)を順番に放射させることにより、前記超音波レシーバベースの前記第2位置に関連付けられた別の基準フレーム内において、前記基準マーカーの前記ポイントの位置を決定することができるようにする段階と、
前記超音波レシーバベース(14)の前記第1及び第2位置における前記基準マーカーの前記ポイントの前記位置に基づいて、単一の基準フレーム内において前記マイクロフォン(5)の位置を決定する段階と、
を有することを特徴とする請求項7記載の方法。 Moving the ultrasonic receiver base (14) to a second stationary position;
Each ultrasonic emitter (23) of the pointer (22) is radiated in turn for each position of the pointer arranged on each reference point (P i ) of the reference marker, thereby the super Allowing the position of the point of the reference marker to be determined in another reference frame associated with the second position of the sonic receiver base;
Determining the position of the microphone (5) within a single reference frame based on the position of the point of the reference marker at the first and second positions of the ultrasonic receiver base (14);
8. The method of claim 7, comprising:
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